磁碟的基礎知識 扇區 柱面 磁軌 族

2021-06-19 05:22:14 字數 3204 閱讀 3528

磁碟的物理結構

磁碟是由若干塊堅硬金屬材料製成的並塗以磁性介質的碟片壓制而成。每個盤有兩面,每面各有乙個磁頭,都可記錄資訊。要了解硬碟的物理結構,需要弄懂磁軌、扇區、柱面、簇等幾個概念.

磁軌:磁碟上劃分了很多個同心圓,這些同心圓就是磁軌。但開啟

硬碟,使用者不能看到這些,實際上磁軌是被磁頭磁化的同心圓。磁軌之間是

有間隔的,因為磁化單元太近會產生干擾.

扇區:每條磁軌被分成若干等份的區域,每個區域就是一片扇區。

扇區是硬碟資料儲存的最小單位.

柱面:假如一塊磁碟只有3個磁碟片,每塊碟片的磁軌數是相等的.從

外圈開始,這些磁軌被分成了0磁軌、1磁軌、2磁軌……。具有相同磁軌編

號的同心圓組成面就稱作柱面。為了便於理解,柱面可以看作沒有底的鐵

桶。柱面數就是磁碟上的磁軌數。

柱面是硬碟分割槽的最小單位.

乙個硬碟的容量=柱面數(或磁軌數)×磁頭數×扇區數×每個扇區的大小(通常是512位元組)
簇:扇區是硬碟資料儲存的最小單位,但作業系統無法對數目眾多的扇區進行尋

址,所以作業系統就將相鄰的扇區組合在一起,形成乙個簇,然後再對簇進

行管理.每個簇可以包括2、4、8、16、32、64個扇區。族有時也稱作磁碟塊(block)。它是屬於檔案系統層面的概念,是檔案系統層中資料儲存的基本單位。

磁碟的分割槽

要掌握硬碟的分割槽,需要掌握

mbr、擴充套件分割槽、邏輯分割槽的概念.

硬碟裡分為兩個區域,乙個是放置該硬碟的資訊區,稱之為

主引導扇區(master boot recorder,mbr),乙個是實際檔案資料放置的地方。其中,mbr是整個磁碟最重要的區域。一旦mbr物理實體損壞時,則該磁碟就差不多報廢了.一般來說,mbr有512個位元組,且可以分為兩個部分.

第一部分有446個位元組,用於存放引導**,即bootloader.

第二部分有64個位元組,用於存放磁碟分割槽表(disk partion table,dpt)。每個分割槽的資訊需要用16個位元組來記錄,因此,一塊磁碟最多可以有4個分割槽。

注:通常所說的"磁碟分割槽"就是指修改磁碟分割槽表。它定義了"第n個磁碟塊是從第x個柱面到第y個柱

面".因此,當系統要讀取第n個磁碟塊時,就是去讀硬碟上第x個柱面到第y個柱面的資訊.

分割槽有兩種,一種是主分割槽,一種是擴充套件分割槽。

在一塊磁碟中,擴充套件分割槽只能有乙個,所以這4個分割槽可以是4個主分割槽或者3個主分割槽加1個擴充套件分割槽,如下所示:

p + p + p + p

p + p + p + e

其中p表示主分割槽(primary),e表示擴充套件分割槽(extend)

重點說明的是,擴充套件分割槽不能直接使用,還需要將其劃分為邏輯分割槽.這樣就產生了乙個問題,既然擴充套件分割槽不能直接使用,但為什麼還要劃分出一定的空間來給擴充套件分割槽呢?這是因為,如果使用者想要將硬碟劃分為5個分割槽的話,那該如何? 此時,就需要擴充套件分割槽來幫忙了.

由於mbr僅能儲存4個分割槽的資料資訊,如果超過4個,系統允許在額外的硬碟空間存放另乙份磁碟分割槽資訊,這就是擴充套件分割槽. 若將硬碟分成3p+e,則e實際上是告訴系統,磁碟分割槽表在另外的那份分割槽表,即擴充套件分割槽其實是指向正確的額外分割槽表.本身擴充套件分割槽

不能直接使用,還需要額外將擴充套件分割槽分成

邏輯分割槽才能使用,因此,使用者通過擴充套件分割槽就可以使用5個以上的分割槽了.

說明:

不建議使用者將硬碟分為4個主分割槽.這是因為,假如乙個20gb的硬碟,若4個主分割槽佔據了15gb的空間,則剩下的5gb空間完全不能使用,因為已經沒有多餘的分割槽表可以記錄這些空間了.

考慮到磁碟的連續性,一般建議將擴充套件分割槽放在最後面的柱面內.

允許乙個硬碟只有1個主分割槽,其它空間都分配給擴充套件分割槽。

linux磁碟分割槽

windows作業系統是先將實體地址分開,再在分割槽上建立目錄,因此在windows作業系統中,所有路徑都是從碟符開始,如c://program file。而

linux正好相反。在linux作業系統中,先有目錄,再將物理位址對映到目錄中。在linux作業系統中,所有路徑都是從根目錄開始.linux

預設可分為3個分割槽,分別是boot分割槽、swap分割槽和根分割槽.

無論是windows作業系統,還是linux作業系統,每個分割槽均可以有不同的檔案系統,如fat32、ntfs、yaffs2等.

下面簡單介紹一下linux的3個分割槽,boot分割槽、swap分割槽和根分割槽。

該分割槽對應於/boot目錄,約100mb.該分割槽存放linux的grub(bootloader)和核心原始碼.使用者可通過訪問/boot目錄來訪問該分割槽.換句話說,使用者對/boot目錄的操作就是操作該分割槽.

該分割槽沒有對應的目錄,故使用者無法訪問。

linux下的swap分割槽即為虛擬記憶體.虛擬記憶體用於當系統記憶體空間不足時,先將臨時資料存放在swap分割槽,等待一段時間後,然後再將資料調入到記憶體中執行.所以說,虛擬記憶體只是暫時存放資料,在該空間內並沒有執行.

關於虛擬記憶體

虛擬記憶體是指將硬碟上某個區域模擬為記憶體.因此虛擬記憶體的實際實體地址仍然在硬碟上.虛擬記憶體,或者說swap分割槽只能由系統訪問,其大小為物理記憶體的2倍.

在linux作業系統中,除/boot目錄外的其它所有目錄都對應於該分割槽.因此,使用者可通過訪問除/boot目錄外的其它所有目錄來訪問該分割槽.

說明:在linux作業系統中,使用者可根據需要把分割槽掛載到某個目錄下。比如/home目錄下有三個目錄,假設為test1,test2,test3,可把不同的分割槽分別掛載到這三個目錄下 。

根據上面的討論,一塊磁碟上最多有13個分割槽,即

硬碟分為1個主分割槽和3個擴充套件分割槽,而每個擴充套件分割槽又可以分為4個邏輯分割槽。

硬碟上至少要有1個主分割槽.

邏輯分割槽不能再進行分割槽.

linux分割槽目錄和"碟符"的關係

假如硬碟安裝在ide1的主盤,並使用者想分割槽成6個可以使用的硬碟分割槽,則可以

採用3個主分割槽加3個邏輯分割槽

方式,或者是1個主分割槽加5個邏輯分割槽。

linux允許使用fdisk -l命令和df -h命令來查詢其硬碟分割槽.其中,df無法顯示出swap分割槽的大小.

若硬碟的mbr已壞,則該磁碟就不能再作為引導盤,只能作為資料盤.因為mbr位於硬碟的起始處,使用者不能通過軟體進行修復,也不能跳過起始處.而硬碟中間的某個磁軌壞了,使用者可以軟體修復,也可以跳過該磁軌.

硬碟基本知識(磁頭 磁軌 扇區 柱面)

碟片 platter 磁頭 head 磁軌 track 扇區 sector 柱面 cylinder 碟片 片面 和 磁頭 硬碟中一般會有多個碟片組成,每個碟片包含兩個面,每個盤面都對應地有乙個讀 寫磁頭。受到硬碟整體體積和生產成本的限制,碟片數量都受到限制,一般都在5片以內。碟片的編號自下向上從0開...

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